Сооружена на склоне Болдиных гор, как храм у входа в пещерный комплекс. Первоначально - однонефная, одноглавая с пониженными относительно основного объема апсидой и притвором. Фасады по осям нефа завершались закомарами, над угловыми частями памятника были горизонтальные карнизы со скатной крышей над ними. Входов было три: западный - через притвор, южный, смещенный к бабинцу,- против входа в пещеры и южный - в апсиду. Над узким бабинцем помещались деревянные хоры, вход на которые был с верхней площадки склона горы. Во время нашествия хана Батыя монастырь пострадал, но Ильинская церковь уцелела.
В конце XVI в. основной объем церкви был поднят до уровня верха закомар и завершен многообломным развитым карнизом, была также надстроена апсида. Над нею и над бабинцем были сооружены небольшие главы. Церковь приобрела кубический объем и стала трехглавой.
В 1649 г. Ильинская церковь перестроена: разобран древний притвор и сооружена западная пятигранная пристройка, позволившая увеличить внутреннее пространство за счет разборки большой части древней западной фасадной стены, к которой примыкал древний притвор, уничтожены хоры. Западная глава была также разобрана, но сооружена глава над пристройкой. Надстроена центральная глава, ставшая много-заломной.
Памятник приобрел черты, характерные для стиля барокко на Украине. В таком виде он дошел до нашего времени. Памятник из плинфы, трехглавый, в плане однонефный с прямоугольным притвором одной ширины с нефом и полукруглой апсидой, бесстолпный. Подкупольный барабан центральной главы несут подпружные арки, включенные в толщу стены. Фасады храма членены лопатками. Пространственное решение миниатюрного по физическим размерам храма имеет высотное развитие благодаря многоярусному завершению. В интерьере сохранены произведения декоративно-прикладного искусства 1774 г. - резьба по дереву и живопись того же времени.
Памятник реставрирован с максимальным выявлением элементов древней архитектуры в пределах его сложившегося облика.
Памятник является единственной сохранившейся однонефной постройкой древнерусского зодчества периода феодальной раздробленности. Его возведение имело большое значение для строительства однонефных храмов XIV-XVI в.в. Сооружение интересно как пример комплексного решения архитектурных и инженерных конструкций, благоустройства, живописных работ при фрагментарной реставрации древнего памятника.
Колокольня Ильинской церкви, 1908-1910 г.г.
Расположена на южном склоне Болдиных гор, на небольшой площадке, часть которой образована искусственной насыпью, северо-западней Ильинской церкви. Построена в эпоху "историзма". Нижние два яруса - из кирпича, оштукатурены, побелены. Верхний - деревянный. Трехъярусная колокольня - четверик на четверике - несет восьмерик звонов. В каждой грани второго и третьего ярусов проемы с полуциркульными перемычками. В первом ярусе - небольшие полукруглые окна. Перекрытия первого яруса полуциркульный свод, второго - балочное плоское. Фасады первого яруса завершаются треугольными фронтонами. Купол и главка колокольни - барочные, близкие по форме купола Ильинской церкви. Колокольня представляет пример удачного подражания барочным формам в период историзма.
Пещерные и подземные сооружения, XI-XVIII в.в.
Расположены в массиве Болдиных гор Первооснова древнего Ильинского монастыря История создания пещер и подземных сооружений начинается с 1069 г. и продолжается до XIX в. Пещерные и подземные сооружения: 1) II ярус, церковь Антония; 2) II ярус, церковь Феодосия; 3) III ярус, часовня с захоронением; 4) IV ярус, церковь Николы Святоши; 5) IV ярус, келья Антония Печерского; 6) I ярус, крипты и келья; 7) IV ярус, новая галерея.
Наиболее разрушительным было нашествие Батыя. Существенные ремонтные работы надо отнести к 1649 г., когда восстанавливаются подземные помещения, вводятся отдельные барочные элементы в их оформление. В период 80-х годов XVII - начала XVIII в.в. от комплекса древнего Ильинского монастыря с пещерами строится деревянная галерея на кирпичных опорах, ведущая к Троицкому монастырю. Существенные работы произведены внутри подземных сооружений, когда было выполнено печное отопление, поставлены кафельные печи и создана система вентиляционных каналов. В середине XVIII в. реконструированы церкви, упоминавшиеся в описях XVII в. Произведены ремонты в 1798, 1890 г.г.
Пещеры и подземные сооружения представляют сложную систему галерей, отдельных сооружений и помещений различного назначения, расположенных в четыре яруса. Наиболее древний ярус расположен на глубине 12 м от дневной поверхности (здесь сделаны археологические находки, датируемые XI в.). Во втором ярусе - церкви Антония и Феодосия с выраженными объемами притвора, нефа и алтарной части, отделенные земляными облицованными кирпичом стенами. Каждое помещение церкви имеет свою систему перекрытий: притвор и главный неф церкви Антония - полусфера купола, восточная часть - сомкнутый свод с распалубками; церковь Феодосия: притвор - сомкнутый свод, неф - сомкнутый свод с распалубками, восточная часть - сомкнутый свод с распалубками, в остальных помещениях (галереи, переходы) - полуциркульные и коробовые своды.
Стены помещений и своды облицованы кирпичом. Наиболее значительна по размерам и архитектурной обработке церковь Феодосия. Габариты её притвора, например, 4,65х4,65; высота 8,4 м. Стены церкви Феодосия украшены пилястрами, нишами, увенчаны развитыми карнизами. Здесь сохранилась кафельная печь. В третий ярус ведет лестница с кирпичными ступенями. Здесь часовня, тупиковые коридоры, а также выход на карниз церкви Феодосия, где располагались хоры. Галерея круто ведет вверх в четвертый ярус - церковь Николы Святоши с трехцентровыми сводами и в келью Антония.
Общая протяженность известных пещер 315 м. I ярус - 85 м; II - 80 м; III - 54 м; IV - 96 м. Ширина галерей от 50 см до 1 м; высота около 1 м 90 см. Полы церкви Антония и Феодосия - из керамической плитки.
Реставрационные исследования производятся с 1949 г. В 1950 г. выполнены ремонтно-консервационные работы. Реставрационные работы начаты в 1980 г.
Пещеры являются филиалом государственного историко-архитектурного заповедника.
Памятники градостроительства и архитектуры Украинской ССР